DHCP服务

Posted 2020-12-12 hgzero

1. DHCP简介

1.1 DHCP

• DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol 动态主机地址配置协议
• 提供地址池
• C/S：Client/Server

1.2 DHCP的作用

• 把一个主机接入TCP/IP网络，并为其配置一些网络参数：
  • IP/Netmask
  • Gateway
  • DNS Server
• 参数的配置方式：
  • 静态指定
  • 动态分配
    • bootp：boot protocol 引导协议，早期时候使用
    • dhcp：引入了“租约”的bootp，也可以实现为特定主机保留其固定地址

1.3 DHCP简要的工作流程

1) 要通信的主机要先在网络中广播发送一个rarp包（类似于客户主机广播说，我知道自己的MAC地址，谁提供一个IP地址给我）

• arp：address resolving protocol 地址解析协议
  • IP --> MAC ，通过IP地址来找MAC地址
• rarp：reverse arp 反向地址解析协议
  • MAC --> IP ，通过MAC地址来找IP地址

2) 服务器端（DHCP服务器）收到请求之后，就会看一看，自己有没有地址，如果有，就提供一个地址给客户

• 如果网络内有两台服务器都能为客户机提供IP地址，则谁响应快就由谁来提供

1.4 DHCP的工作流程的四个阶段

（这些过程都是使用广播的形式发送报文的）

1) Client：发一个dhcp discover报文

• 客户端发送请求报文，查找网络是否有DHCP服务器

2) Server：回应一个dhcp offer报文（主要提供IP/mask，gw等信息）

• 服务器收到报文后，发送一个offer报文给客户端主机
• least time 租约期限，服务端还会发一个租约期限给客户端

3) Client：再发送一个dhcp request报文

• 因为可能网络中有多个DHCP服务器，这时Client发送的这个报文就是明确告知自己选择哪个IP
• 客户端来确认到底使用哪一个DHCP服务提供的地址

4) Server：回应一个dhcp ack报文

• DHCP服务器来确认

1.5 DHCP的续租详解

• 续租：一般来说，租约期限到达整个期限一半的时候就要续组了
  • 50% -> 75% -> 87.5% --> 93.75%
  • 四次续租不成功，就要重新请求了
• 续租是单播给服务器的：
  • 服务器端确认可以续租：
    • dhcp request
    • dhcp ack 同意续租
  • 服务器端确认不可以继续使用：（可能是地址列表给改了）
    • dhcp request
    • dhcp nak 不同意续租
    • dhcp discover ：再以广播的形式发送探测报文
• 当客户端主机请求DHCP服务器请求失败时，自动随机分配的地址，这个地址只能在本地网络中使用
  • 169.254.X.X
• 实现dhcp对两个不同的局域网之间（两个局域网用路由器隔开）的地址分配：
  • 可以在其中一个局域网中的一台主机上做中继（其实就是类似于代理的功能），然后将报文单播给另一个网络中的DHCP服务器
  • 也可以在路由器中开启dhcp的中继功能（一般路由器应该有提供）

2. DHCP服务程序说明

2.1 程序包

• dhcp：（由ISC提供的，named用于dns服务）整合起来了
• dnsmasq：既能提供dhcp又能提供dns（通常用于嵌入式环境中，小规模使用）

2.2 监听的端口

• 服务端：67/UDP
• 客户端：68/UDP

2.3 dhcp的主程序文件：

（dhcpd和dhcrelay只会启用其中的一个）

1) /usr/sbin/dhcpd：提供dhcp服务

• 配置文件：
  • /etc/dhcp/dhcpd.conf --> /etc/rc.d/init.d/dhcpd
  • 有一个默认配置示例，可以复制过来：
    • cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
  • /etc/dhcp/dhcpd6.conf --> /etc/rc.d/init.d/dhcpd6 这里是IPV6的配置文件，忽略它

2) /usr/sbin/dhcrelay：提供中继服务（一般不启用）

• 配置文件：/etc/rc.d/init.d/dhcrelay

3. DHCP配置详解

3.1 dhcp的配置文件/etc/dhcp/dhcp.conf

# 定义域名和DNS服务器地址
option domain-name "hgzero.com";                      # 定义搜索域的域名
option domain-name-servers 172.18.0.1, 172.18.0.2;    # 定义dns服务器

# 定义租约期限
default-lease-time 600;       # 默认租约期限，单位为秒钟，可以定义为一天，43200
max-lease-time 7200;          # 最长租约期限，可以定义为86400，24小时

# 定义记录日志的设备
log-facility local7;          # 记录日志的facility

# 定义一个子网和地址池，range表示地址池的范围
subnet 172.18.0.0 netmask 255.255.0.0 {
        range 172.18.100.101 172.18.100.120;
}
        
# 定义一个地址池，range就表示地址池的范围
subnet 10.254.239.0 netmask 255.255.255.224 {
  range 10.254.239.10 10.254.239.20;
  option routers rtr-239-0-1.example.org, rtr-239-0-2.example.org;
}

# 再定义一个子网和地址池，并对其做详细设定
subnet 10.5.5.0 netmask 255.255.255.224 {
  range 10.5.5.26 10.5.5.30;                           # 指明地址池的范围
  option domain-name-servers ns1.internal.example.org; # 指定dns服务器地址，最多指定3个
  option domain-name "internal.example.org";           # 指明所属的域，叫搜索后缀
  option routers 10.5.5.1;                             # 指明默认网关
  option broadcast-address 10.5.5.31;                  # 指定广播地址
  default-lease-time 600;                              # 默认租约时间
  max-lease-time 7200;                                 # 最大租约时间
} 

# 指明一个主机名，这个主机名只是在DHCP服务器上用来区别不同主机的标识
# 这里指明的主机名是passacaglia
host passacaglia {
  hardware ethernet 0:0:c0:5d:bd:95;   # 指明这台主机的mac地址
  filename "vmunix.passacaglia";       # 指明引导文件名称，就是获得地址之后要加载一个文件
                                      # 类似于一种基于网络引导时使用的bootloader文件
  server-name "toccata.fugue.com";     # 到这里指定的那个主机上去找那个文件，这里应该指定IP地址
}

# 对特定的主机绑定绑定IP地址（MAC地址绑定）
host fantasia {
  hardware ethernet 08:00:07:26:c0:a5;  # 这里的mac是客户端的mac地址
  fixed-address 10.0.10.51;     # fixed-address表示固定一个主机的地址，这里应该填IP地址，不能使用地址池范围内的地址
}

3.2 配置后进行测试

1. 客户端可以使用dhclient -d命令来测试dhcp服务器
   • dhclient -d表示运行在前台
   • 如果不加参数则表示运行在后台
2. 可以在/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases文件中查看dhcp的地址租约记录

3.3 其他的配置选项

• filename：指明引导文件名称，类似于一种基于网络引导时使用的bootloader文件
• next-server：指明引导文件所在的服务主机的IP地址
• 配置示例：
  • filename "pxelinux.0";
  • next-server 172.18.100.6;
• next-server所在的文件服务器一般是tftp服务器
  • tftp：trivial ftp，通过udp协议提供服务